新形勢下自動化技術在機械設計制造中的應用

陶帥

摘? ?要：技術隨時代發(fā)展、研究水平提升而進步，在行業(yè)發(fā)展的過程中，新式技術、先進技術的出現(xiàn)不僅能夠使行業(yè)整體生產(chǎn)水平得到提升，更能夠加快行業(yè)進步。文章在自動化技術與機械設計制造的闡述基礎上，結(jié)合現(xiàn)階段新形勢，分析自動化技術在機械設計制造中的在應用，分析其發(fā)展與應用方向。

關鍵詞：新形勢;自動化技術;機械設計制造;應用方向

近年來我國發(fā)展有目共睹，在發(fā)展過程中，隨著國家大力支持與相關技術人員的不斷進取，各類新式技術與技術創(chuàng)新不斷出現(xiàn)。在此過程中，對機械設計制造相關行業(yè)而言，自動化技術帶來的發(fā)展較為顯著，屬于貢獻較為突出的技術。本文便從自動化技術著手分析，結(jié)合新形勢背景，以自動化技術在機械設計制造中的應用展開研究，望能夠進一步促進機械設計制造行業(yè)在未來的發(fā)展。

1? ? 自動化技術與機械設計制造

自動化技術是一種以機械、程序或是其他工具代替人工進行生產(chǎn)操作，使對應生產(chǎn)步驟具有自動工作特點的技術。在工作中應用自動化技術，能夠使原有生產(chǎn)工作中的大部分人力勞動轉(zhuǎn)為機械自動工作，使人力資源能夠應用至其他需求崗位，實現(xiàn)進一步發(fā)展[1]。近年來，隨著經(jīng)濟進步，互聯(lián)網(wǎng)技術、計算機技術的發(fā)展，自動化技術已經(jīng)在各類領域中得到進一步的發(fā)展。以機械設計制造領域為例，現(xiàn)階段的自動化技術已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對機械的自動控制，在錄入相關信息后自行根據(jù)預定程序完成制造，且能夠長期、連續(xù)地進行生產(chǎn)作業(yè)，實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，不僅節(jié)約大量的人力、財力，更避免了因長時間、高負荷工作帶來的身心健康問題，有效緩解生產(chǎn)壓力。但需要注意的是，根據(jù)目前技術水平與實際應用情況來看，若想在機械設計制造領域?qū)崿F(xiàn)自動化技術，必須要加強機械自動化技術和電氣自動化技術的應用，在機械設計制造的生產(chǎn)過程中對系統(tǒng)進行合理的設計，隨后以自動化調(diào)節(jié)手段為控制基礎，使生產(chǎn)需要能夠根據(jù)系統(tǒng)進行調(diào)控，完成生產(chǎn)作業(yè)。

2? ? 新形勢下自動化技術獲得的發(fā)展

2.1? 可持續(xù)發(fā)展

一個行業(yè)若想持續(xù)進步，與時代共同發(fā)展，那么首先需要實現(xiàn)的便是可持續(xù)發(fā)展，通過不斷革新、行業(yè)內(nèi)部競爭實現(xiàn)整個行業(yè)的持續(xù)進步，達成可持續(xù)發(fā)展的目標[2]。就目前自動化技術的發(fā)展而言，在機械設計制造行業(yè)內(nèi)，隨著自動化技術的不斷進步，工作效率獲得顯著提升，而未應用自動化技術的企業(yè)將無法應對市場需求與越發(fā)激烈的行業(yè)內(nèi)部競爭，最終被淘汰。此類模式對同一領域內(nèi)的企業(yè)具有促進作用，使其能夠有效認識到新形勢下的發(fā)展趨勢，進而對相關技術、設備產(chǎn)生一定認知，并通過技術匹配、設備更新等一系列措施提升自身競爭優(yōu)勢，實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力方面的提升。在此背景下，企業(yè)若能夠不斷進步，不僅對自身發(fā)展有一定幫助，更對行業(yè)整體水平、平均水平的提升具有重要作用。

結(jié)合實際進行分析，較以往生產(chǎn)模式而言，在現(xiàn)階段應用自動化技術的機械設計制造過程中，由設備代替人工帶來的優(yōu)勢不僅存在于生產(chǎn)效率的提升方面，更在于精度、返工率方面的轉(zhuǎn)變上。隨著自動化技術不斷發(fā)展，在此過程中，由技術革新帶來的行業(yè)發(fā)展能夠更為專注地在自動化技術的進步方面深入研究，使對應設備體積更小、功能更為全面，有助于實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。

2.2? 智能化發(fā)展

智能化發(fā)展是自動化技術在機械設計制造領域中的主要應用方向，也是現(xiàn)階段自動化技術的主要發(fā)展方向[3]。所謂智能化技術，即為將技術結(jié)合實際情況，以計算機技術與網(wǎng)絡技術為基礎，采用計算機控制手段，使設備在自動化生產(chǎn)的過程中具有更高的智能化體現(xiàn)，能夠自動處理問題、分析問題并形成記錄，便于后續(xù)過程中的人工處理與分析。

3? ? 新形勢下機械設計制造中的自動化技術應用方向

3.1? 集成應用

自動化技術的集成應用主要面向較為復雜的生產(chǎn)工作，從通俗角度來說，可以將一個復雜的零件、產(chǎn)品視為一個生產(chǎn)系統(tǒng)，其中各個細節(jié)構(gòu)造屬于不同的自動化控制部分，將這些部分作為獨立的系統(tǒng)，整合集成到一個系統(tǒng)中，即為自動化技術的集成應用。在此系統(tǒng)中，各個制造系統(tǒng)能夠被總系統(tǒng)中的控制程序合理協(xié)調(diào)，以制造流程將其細分，劃定不同優(yōu)先級，按照優(yōu)先級進行工作，將整個生產(chǎn)流程按照實際情況優(yōu)化，在完成生產(chǎn)工作的同時使生產(chǎn)流程更為科學合理，產(chǎn)品精度實現(xiàn)更高的提升。以現(xiàn)階段的機械設計制造為例，集成化特點主要體現(xiàn)在計算機集成制造系統(tǒng)方面，對生產(chǎn)流程進行綜合化管理，并基于市場調(diào)研與需求進行設計、制造，形成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)。具體包括市場調(diào)研、生產(chǎn)計劃、產(chǎn)品開發(fā)、設計開發(fā)、加工制造、形成成品、成品銷售等一系列相關工作。在此類工作中，整個生產(chǎn)過程中存在的信息流與物料流能夠高度統(tǒng)一[4]。

在實際機械設計制造的生產(chǎn)過程中，自動化技術的集成應用能夠起到提升效率、加強精度的重要作用[5]。以實際為例，在機械部件的生產(chǎn)加工過程中，毛坯被生產(chǎn)設備通過各類加工措施加工成符合標準的合格零件，隨后通過裝配手段成為機械部件，能夠使用到對應工作中。在此過程中，集成應用程序能夠?qū)ΜF(xiàn)場實際存在的設備進行分析，采集設備信息后根據(jù)設備信息將物料相關信息與信息流進行交匯，集中到管理部門。隨后，系統(tǒng)將會根據(jù)機械設計制造任務對具體工作進行集中管理與控制，在控制過程中將相關信息反饋至管理部門，隨后在計算機的協(xié)調(diào)與控制過程中使各個協(xié)調(diào)系統(tǒng)共同完成指定任務。以機械式立體停車設備為例，在設備的車盤邊梁生產(chǎn)過程中，集成化系統(tǒng)主要對鍍鋅鋼卷的生產(chǎn)進行控制，通過協(xié)調(diào)自動化平板機、激光切割機、數(shù)控沖床等設備進行操作，完成整個工作所需的人員由8名減少到6名，有效提高效率。

3.2? 智能應用

現(xiàn)階段，我國應用在機械設計制造過程中的自動化技術智能應用主要集中在傳感器、自動導引運輸車（Automated Guided Vehicle，AGV）智能物流設備、數(shù)控機床與工業(yè)機器人方面。以現(xiàn)階段情況為例，在智能化發(fā)展過程中，智能化技術的代表即為智能程序，以系統(tǒng)控制生產(chǎn)工作，并基于實際情況代替80%以上的人工工作，展開一系列生產(chǎn)、控制措施。在未來，自動化技術的智能化發(fā)展集中在智能方面，能夠更為精準地處理問題，更為快速且高效地完成生產(chǎn)工作，對生產(chǎn)工作中存在的一系列細節(jié)有更為精確的把控，能夠完全脫離人工進行生產(chǎn)工作，僅需設定程序即可保障大規(guī)模、長時間、高效率、高精度生產(chǎn)。以智能應用過程中的自適應技術為例，其屬于智能應用方面的代表之一，能夠自動在生產(chǎn)過程中識別負載變化，并基于參數(shù)變化完成對電機參數(shù)、前饋控制數(shù)據(jù)的運算，以自動編程的形式實現(xiàn)生產(chǎn)設備調(diào)節(jié)控制。在此過程中，工作人員主要根據(jù)系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)分析結(jié)果進行設計方案的制定，隨后以客戶個性化需求為指標進行調(diào)整，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)較大范圍內(nèi)的調(diào)整，更可對實現(xiàn)精度的有效控制。

3.3? 柔性應用

通過自動化技術，能夠使企業(yè)機械產(chǎn)品逐漸朝向柔性化生產(chǎn)方向發(fā)展，即結(jié)合機械制造與自動化技術，在原有生產(chǎn)環(huán)節(jié)基礎上，實現(xiàn)生產(chǎn)串聯(lián)，從而達到升級及優(yōu)化機械生產(chǎn)制造流程的目的。就目前機械設計制造企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀分析，已經(jīng)由部門企業(yè)開始建立柔性化生產(chǎn)體系，將機械零部件由電子齒輪及凸輪代替，一定程度上實現(xiàn)軸間連接，使多軸間能夠以更為柔性的形式運行。聯(lián)鎖以及伺服控制技術能夠更為快速且精確地幫助企業(yè)完成生產(chǎn)線各項工作，通過此兩項技術能夠?qū)崿F(xiàn)設備的有效結(jié)合，使各個生產(chǎn)線能夠聯(lián)動工作。若想實現(xiàn)對不同生產(chǎn)線以及工藝段的合理控制，可通過可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）伺服控制器進行。此控制器具有較強特點，能夠有效提高生產(chǎn)質(zhì)量及效率，保證企業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定運行。同時，在開展機械設計生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳送工作過程中，可通過集成控制系統(tǒng)進行，此系統(tǒng)能夠有效幫助各控制器實現(xiàn)信息有效傳送，使相關人員及時了解產(chǎn)品生產(chǎn)的各個階段，從而保證數(shù)據(jù)庫以及工廠生產(chǎn)信息的合理通訊，實現(xiàn)規(guī)范化、個性化管理。自動化技術為柔性化生產(chǎn)的主要依據(jù)，若企業(yè)在生產(chǎn)過程中，僅單一采用機械零件參與相關工作，將加大信息遲滯的概率。因此，為保證企業(yè)生產(chǎn)效率，企業(yè)應及時引用自動化設備，及時調(diào)試生產(chǎn)規(guī)格，在減少生產(chǎn)系統(tǒng)恢復時間基礎上，實現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量及效率的最大化。

4? ? 結(jié)語

總而言之，在對社會發(fā)展狀況進行衡量的過程中，機械設計制造水平是重要的技術指標，與人們生產(chǎn)生活之間關系密切。伴隨著科學技術的發(fā)展，還應加強自動化技術的應用，以便通過引入先進技術推動機械設計制造的集成化、數(shù)控化、柔性化和智能化發(fā)展，能夠促進自動化技術的更大發(fā)展，切實實現(xiàn)進一步提升。

[參考文獻]

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[3]鑫龍，崔世超，焦可如，等.智能自動化技術在機械設計中的應用研究[J].裝備制造技術，2019（5）：116-118.

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